A produção de etanol combustível a partir da fermentação de açúcares é um processo biotecnológico de grande importância no Brasil. Após a fermentação, o caldo fermentado, também conhecido como vinho, apresenta uma baixa concentração de etanol, em torno de 10% em volume. Para que o etanol atinja o grau de pureza necessário para ser utilizado como combustível, é necessário realizar uma etapa de destilação. Considere uma usina de produção de etanol que processa 100.000,00 L/h de vinho fermentado com uma concentração de 10,00% em volume de etanol. A coluna de destilação utilizada na usina opera de forma a obter um destilado com 96,00% em volume de etanol. Sabendo que a corrente de fundo da coluna apresenta 5,00% em volume de etanol que foi alimentado na coluna de destilação, determine:
a) Desenhe o fluxograma do processo.
a) Desenhe o fluxograma do processo.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está pedindo. Estamos falando sobre a produção de etanol através da fermentação de açúcares, um processo importante no Brasil. Depois da fermentação, temos um líquido chamado vinho fermentado, que contém 10% de etanol. Para usar esse etanol como combustível, precisamos purificá-lo através de destilação, aumentando sua concentração para 96%. Na usina, processamos 100.000 litros por hora de vinho fermentado. A coluna de destilação gera um destilado com 96% de etanol e uma corrente de fundo com 5% de etanol. O conteúdo da matéria aqui envolve balanço de massa e processos de destilação. Vamos precisar entender como desenhar um fluxograma desses processos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as principais etapas do processo. Começamos com o vinho fermentado, que será a corrente de alimentação da coluna de destilação. Na coluna, ocorre a separação do etanol do restante do líquido. O que sai da coluna são duas correntes principais: o destilado, que é rico em etanol (96%), e a corrente de fundo, que tem menos etanol (5%).
Passo 3
Agora, vamos desenhar o fluxograma em palavras. Imagine caixas representando cada etapa e setas mostrando o fluxo entre elas.
- Vinho Fermentado: Esta é a corrente de entrada, com 100.000 litros por hora e 10% de etanol.
- Coluna de Destilação: Representa o equipamento onde acontece a separação do etanol.
- Destilado: Saída superior da coluna, com 96% de etanol.
- Corrente de Fundo: Saída inferior da coluna, com 5% de etanol.
Passo 4
Vamos detalhar cada componente do fluxograma:
- Entrada: Vinho fermentado (100.000 L/h, 10% etanol).
- Processo: Coluna de destilação.
- Saída Superior: Destilado de etanol (96%).
- Saída Inferior: Corrente de fundo (5% etanol).
Resposta
O fluxograma do processo de destilação para purificação do etanol fica assim:
- Vinho Fermentado (100.000 L/h, 10% Etanol) ➔
- Coluna de Destilação ➔
- Destilado (96% Etanol)
- Corrente de Fundo (5% Etanol)